問題

調整這些參數...

模型是細長結構或以彎曲為主的嗎？

Normal   penalty stiffness [FKN]

Contact   algorithm [KEYOPT(2) = 0, 1]

模型的網格密度變化很大嗎？

求解時由于振蕩而不收斂嗎？

Penetration   tolerance [FTOLN]

存在由于目標段遠離接觸單元 (即使存在穿透) 而造成的假接觸嗎？

Pinball   region [PINB]

接觸面行為不是標準的單面接觸 (即，接觸與目標分離時，法向壓力不是零)?

Behavior   of contact surface [KEYOPT(12)]

需要考慮會改變基本單元剛度的大應變影響 (比如，頸縮) 嗎？

對于設置為在接觸對的單元中進行平均的接觸對，需要在每個載荷步中經常更新法向或切向接觸剛度嗎？

需要根據單個單元的幾何和材料行為而不是在接觸對的單元中進行平均，在每個載荷步中經常更新法向或切向接觸剛度嗎？

Contact   stiffness update [KEYOPT(10)]

模型中存在高度扭曲的單元、大的摩擦系數、和/或使用默認的 augmented Lagrange 算法時較差的收斂過程嗎？

Contact   algorithm [KEYOPT(2)]

需要對裝配使用多點約束 (MPC) 嗎？

Contact   algorithm [KEYOPT(2) = 2]

模型中的穿透是否不可接受？

Contact   algorithm [KEYOPT(2) = 3, 4]

如果使用 Lagrange/penalty 算法(KEYOPT(2) = 3) 或 pure Lagrange   multiplier 方法 (KEYOPT(2) = 4),，求解是否由于振蕩而不收斂？

Allowable   tensile contact pressure [TNOP]

是否對轉角部位用 點-面、或邊界-面建模，并使用了CONTA171, CONTA172, CONTA173 或   CONTA174 單元？

Location   of contact detection [KEYOPT(4)]

接觸區域是否比目標面光滑 (使用單元 CONTA175)?

Contact   normal [KEYOPT(4)]

如果使用了 MPC 算法，是否需要約束轉動自由度？

Type   of constraint [TARGE170, KEYOPT(5)]

問題

調整這些參數...

你的分析涉及與法向接觸剛度有明顯不同的切向 (滑動) 接觸剛度嗎？

Tangent penalty stiffness [FKT]

分析時每次迭代都要更新接觸剛度[KEYOPT(10) = 2]，并且即使可能降低 精度也要加快收斂嗎？

Allowable elastic slip [SLTO]

當法向壓力為零時，需要包含滑動阻力嗎？

Contact cohesion [COHE]

分析中包含金屬成形或接觸壓力會變得很大的情況嗎？

Maximum friction stress [TAUMAX]

摩擦應力會對整個位移場造成明顯影響嗎？

摩擦應力對分析結果很重要嗎？

對于涉及摩擦的接觸分析，收斂有問題嗎？

Stiffness matrix [NROPT ]

靜力和動力摩擦系數是否不同？

Static/dynamic ratio [FACT]

如果靜力和動力摩擦系數不同，需要模擬摩擦延遲時間嗎？

Exponential decay coefficient [DC]

問題

調整這些參數...

模型中包含初始穿透以至接觸力立即跳躍到一個很大的值 (比如干涉配合情況)   嗎？

Initial penetration [KEYOPT(9)]

是對具有初始干涉接觸的問題 (比如冷縮裝配) 建模嗎？

Contact surface offset [CNOF]

在發生接觸前需要防止剛體運動嗎？

Automatic contact adjustment [KEYOPT(5)]

在發生接觸前需要防止剛體運動嗎？

Initial contact closure [ICONT]

在發生接觸前需要防止剛體運動嗎？

Lower boundary - Initial Allowable    Penetration Range   [PMIN]

在發生接觸前需要防止剛體運動嗎？

Upper boundary - Initial Allowable    Penetration Range   [PMAX]

對 FKOP 參數 (實常數) 設置一個比例因子或常數值。無論對不分離或綁定接觸 (no-separation or bonded contact)，都可能需要設置這個參數。

這個參數在接觸分開時提供一個剛度因子。如果輸入的是因子，實際的接觸分開剛度等于FKOP * 接觸閉合時的接觸剛度。默認 FKOP 值為 1。

當發生接觸分開時，不分離接觸和綁定接觸產生一個   "pull-back" (拉回) 力，但該力可能不能完全阻止分離。為減少分離，定義一個大的 FKOP 值。同樣，有時會發生分離，但是必須保持接觸雙方的聯接以防止剛體運動。對這種情況，可以指定一個小的 FKOP，可以允許發生分離并維持接觸面之間的聯接   (這是一種 "弱彈簧"   效應)。對于接觸面行為   (Behavior of contact surface) 設置為   Standard 和 Rough 的情況，忽略這一設置。

設置實常數 TOLS 的值，添加一個小的公差，用于在內部擴展目標面的邊界。TOLS 的單位為百分比。一個小值通常角有效。對于小撓度情況，默認值為 1；對于大撓度情況，默認值為 2。

當模型涉及幾個接觸對，且小值接觸和目標面有困難時，可以定義對稱接觸對。選擇這一選項時，在求解階段，ANSYS 內部選擇所使用的對稱接觸對。

默認情況，ANSYS 不考慮單元厚度，梁和殼體在其中面處離散化，穿透距離從中面處計算。使用這一選項，可以考慮殼體 (2-D 和 3-D) 和梁 (2-D) 的厚度影響。激活這一選項時，接觸距離從單元的頂面或底面計算，且：

¨          對于剛體-柔性體接觸，ANSYS   自動將接觸面移動到梁/殼體單元的頂面或底面處。

¨          對于柔性-柔性接觸，ANSYS   自動移動屬于梁/殼體單元的接觸面和目標面。

在創建幾何模型時，如果未來要考慮厚度，注意可以對接觸面或目標面或二者進行偏移。如果指定接觸偏移時激活了這一選項，偏移將從梁/殼體單元的頂面或底面，而不是從中面，開始計算。

在使用 SHELL181, SHELL208 或   SHELL209 時，還考慮變形導致的厚度變化。

時間步長控制是一個自動時間步特性，它可以預測接觸狀態何時會改變或減小當前時間步長。有 4 種情況可供選擇：

¨          No   control (不控制)：時間步長不受預測的影響。這一設置適合于激活了自動時間步和允許較小時間步長的大多數分析；

¨          Automatic   bisection (自動二分)：如果在迭代時出現較大的穿透或接觸狀態明顯改變，自動將時間步長取半；

¨          Maintain   reasonable (保持合理值)：對下一子步預測一個合理值；

¨          Achieve   minimum (保持合理值)：對下一子步預測一個最小時間增量。

面-面接觸單元可以用于剛體 (或線彈性體) 與另一個有小運動的線彈性體的接觸建模。

這些彈性體可以使用超單元建模，從而大大較少接觸迭代時的自由度數量。

記住：所有接觸或目標節點都必須時超單元的主節點。

由于超單元是由一組保留節點自由度所組成，其中沒有ANSYS 用來定義接觸面和目標面時需要的幾何面，因此，必須在裝配為超單元前，在原始單元面上定義接觸面和目標面。

從超單元得到的信息包括：節點聯接和裝配剛度，但沒有材料屬性或應力狀態 (無論是軸對稱、平面應力或平面應變)。一個限制是：接觸單元使用的材料屬性集必須與裝配到超單元前的原始單元集所使用的材料屬性相同。

下列選項是有效的：

¨  不使用超單元；

¨  軸對稱；

¨  平面應變或沒有厚度的平面應力；

¨  輸入厚度的平面應力 – 厚度 (實常數 R2) 通過下面的域進行設置。

注解：

如果使用 CONTA175 單元，上述選項不可用。但是，接觸向導不提供Contact Model 功能，該功能允許用戶以接觸力或接觸牽引力 (contact force or contact traction) 為基礎進行接觸建模。

Contact model – 對 CONTA175 單元，可以基于接觸力 (KEYOPT(3) = 0，默認) 或接觸牽引力 (KEYOPT(3) = 1) 進行接觸建模。對于基于接觸牽引力的模型，ANSYS 可以確定域接觸節點關聯的面。對于單點接觸，將使用單位面積，它等價于基于接觸力的模型。

目標節點上邊界條件可以是自動約束或用戶指定的。

對于自動約束選項 (默認值)，ANSYS 檢查每個目標面的邊界條件，如果遇到如下的所有條件，則 ANSYS 將目標節點各自的自由度作為固定的： 

¨  對于目標面節點沒有明確的邊界條件或作用力；

¨  目標面節點沒有連接到其他單元；

¨  沒有約束方程或節點偶合來約束目標面節點。

在每個載荷步結束時，ANSYS 釋放內部設置的約束條件。

存儲在結果文件(Jobname.RST) 和數據庫文件 (Jobname.DB) 中的約束條件可以隨著這一變化而更新。在重啟動一個分析或以交互方式重新求解時，需要仔細確認當前的約束條件是否時預期的。

如果希望控制目標節點的約束條件，選擇 User specified。

說明三維剛性目標面網格是高階的 (有中間節點) 還是低階的目標單元

使用以下選項可以定義或修改引導節點：

¨   Pilot   Name (引導節點名 – 可選) – 為包含引導節點的節點component 指定一個名字，以后可以方便的對引導節點進行交互操作。 

¨   Pilot   Node – 可以使用下面列出的方法之一，創建或修改 (刪除/移動) 一個引導節點。定義方法包括：自動方法 (在目標單元的中心)、點取方法, (點取已有的 關鍵點，節點或工作平面位置)、以及直接輸入當前坐標系中的一個位置。點取選擇位置 ... 通過點取或輸入節點坐標來指定引導節點的位置。

注意：只有在點擊接觸屬性對話框中的 OK 按鈕后，才會創建或修改指定的引導節點。

設置實常數 TCC。

在兩個接觸面之間傳遞的熱量為：

q = TCC X (Tt - T c   )

其中：

q 時單位面積的熱流；

TCC 是熱接觸導熱系數；

Tt 和 Tc 是在目標面和接觸面上節點的溫度。

TCC 可以作為常數值或表輸入。對于表的情況，TCC 可以是溫度、壓力、時間或位置的函數。所有定義的表都列于一個下拉式表單中。

設置用于輻射建模的實常數 SBCT。

由于輻射傳遞的熱量為：

 q   = RDVF * EMIS * SBCT [(T e + TOFFST) 4 - (Tc   + TOFFST) 4 ]

其中：

TOFFST 為名義零度與絕對零度的偏移，用 TOFFST  命令定義；

EMIS i為表面發射率；

RDVF 為輻射視角因子。

設置實常數 RDVF。輻射視角因子可以作為常數或表輸入。對于表的情況， RDVF 可以是溫度、間隙距離、時間和位置的函數。所有定義的表都列于一個下拉式表單中。

設置表面發射率 (MP,EMIS).

設置實常數 FHTG，用于對滑動摩擦生熱建模。

摩擦生熱的速率為：

q = FHTG  * τ * V

其中：

τ 為當量摩擦應力；

V 為滑動速率；

FHTG 為摩擦耗散能中轉換為熱能的比例因子，默認值為 1。

設置實常數 FWGT，用于滑動摩擦生熱的建模。它是接觸面和目標面之間熱分配的權因子 (默認值 0.5)。

在接觸面和目標面上摩擦耗散熱能為：

q c = FWGT * FHTG  * τ * V

及

q T = (1 - FWGT) x FHTG x t x   V

其中：

q c 是接觸面上的摩擦耗散熱能；

q T 是目標面上的摩擦耗散熱能。

FWGT 默認值為 0.5.。

設置目標單元 TARGE169 和   TARGE170 的 KEYOPT(3)。對于熱接觸行為，有兩個可選項：

¨          Based   on Contact Status (KEYOPT(3) = 0) (基于接觸狀態)，默認選項；

¨          Treated   as Free Surface (KEYOPT(3) = 1) (作為自由表面)。

對于 KEYOPT(3) = 0，熱接觸行為取決于以下熱接觸狀態：

¨          Closed   Contact – 在接觸面和目標面之間通過熱傳導傳熱；

¨          Frictional   Sliding – 在接觸面和目標面上，滑動摩擦耗散能轉換為熱能；

¨          Near-Field   Contact – 考慮接觸面和目標面之間的熱對流和輻射。外部熱流值分配到接觸面。

¨          Far-Field   Contact -- 考慮接觸面和外部環境之間的熱對流和輻射。外部熱流值分配到接觸面和目標面二者。

在使用多點約束 (MPC) 算法時，KEYOPT(4)   設定基于表面約束類型。有兩種類型可選：

¨          Force-distributed   constraint surface – 對這種約束類型，施加到引導節點上的力或位移按照形狀函數分配給接觸節點 (在平均的意義上)，類似于使用 RBE3 命令定義的約束。

¨          Rigid   constraint surface – 對這種約束類型，接觸節點受到由引導節點定義的剛體運動的約束 (類似于由   CERIG 命令定義的約束)。

目標節點上的邊界條件，可以是自動約束或用戶指定的。

對于自動約束選項 (默認的)，ANSYS 將檢查目標節點的邊界條件。如果遇到下面列出的條件，ANSYS 將約束目標節點上相關的自由度：

¨          目標節點上沒有明顯的邊界條件或施加的力；

¨          目標節點沒有連接到其它單元；

¨          沒有使用約束方程或節點耦合來約束目標節點。

在每個載荷步結束時，ANSYS 釋放內部設置的約束條件。

由于這一修改，可能會更新存儲在結果文件 (Jobname.RST) 和數據庫文件 (Jobname.DB) 中的約束條件。在重啟動一個分析或在交互模式中重新求解問題時，應仔細檢查當前的邊界條件是否時預期的。

如果希望控制目標節點上的約束條件，選擇User specified 選項。

目標單元的 KEYOPT(4) 選項用于指定待約束的自由度。一個復選框表示自由度是激活的；一個空的方框表示該自由度未激活。

可以使用以下選項修改引導節點：

¨          Pilot   Name (引導節點名 – 可選的) – 可以指定一個包含引導節點的節點組名，從而在后面容易對引導節點進行操作；

¨          Pilot   Node – 可以使用下列方法修改一個引導節點。第一方法包括自動方法 (在接觸單元的中心)，拾取方法 (點擊已有的 keypoint、node 或工作平面上的一個位置)，以及直接輸入當前坐標系中的坐標值。

點取選擇位置 (Pick Choose location ...)：點取或輸入節點的坐標以指定引導節點的位置。在點擊 Contact Properties 對話框中的 OK 按鈕后才對引導節點進行修改。

一個接觸對必須共享同一個實常數組編號。可以使用這個域賦予實常數組任意編號，或接受該域中所顯示的值。在創建接觸對后，不能修改這一編號。

ANSYS   自動創建這一編號 ID。

ANSYS   自動創建這一編號 ID。

Companion 接觸對必須使用不同的實常數組號。可以使用這個域賦予實常數組任意編號，或接受該域中所顯示的值。在創建接觸對后，不能修改這一編號。

ANSYS   自動創建這一編號 ID。

ANSYS   自動創建這一編號 ID。